JPS6019375B2 - 軟弱水底地盤に設置する潜函着底式水上デツキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、水深が１０〜３０肌程度で比較的浅くかつ
表面が比較的平坦である海または湖底等の軟弱水底地盤
に設置して、一般の都市施設を上駁することができる潜
函着底式水上デッキに関するものである。

近年、大都市周辺等では土地が著しく不足しており、こ
の対策として浅い海の埋立てによる士地造成が行なわれ
ている。

しかしながら、埋立てによる±地造成の場合は、工期が
長くかかると共に膨大な工費を必要とし、かつ水面環境
が著しく変わるという問題がある。この発明は前述の問
題を有利に解決できる軟弱水底地盤に設置する潜函着底
式水上デッキを提供することを目的とするものである。

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

図面はこの発明の一実施例を示すものであって、区画さ
れた多数の中空室８を有する鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリ
ート造、鉄筋コンクリート造等の潜函１の下部に、潜図
周壁および潜函仕切り壁１０の下部に位置する垂直な鉄
骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造等の貫入壁３が一体に設
けられ、その貫入壁３の両面には、肇面に沿って水平方
向に延長する鉄骨造または鉄筋コンクリート造等の突出
部２が上下方向に間隔をおいて一体に設けられている。

潜函１に多数の鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄筋
コンクリート造の支柱７の下部が一体に固定され、各支
柱７はブレース１１および繋ぎ梁１２により連結され、
そのブレース１１および繋ぎ梁１２も鋼材、鉄骨鉄筋コ
ンクリート、鉄筋コンクリート等によって構成される。
また各支柱７の上部にわたって架設固定された水上デッ
キ６には、建築物１３等の都市施設が上載されている。
前述のような構成の潜函着底式水上デッキは、造船用ド
ックまたは埋立地等に設遣した仮設ドック等において、
工場生産方式により高精度、高能率、大量に製作され、
潜函１の浮力により水面に浮上させて所定の場所まで曳
航されたのち、水底の軟弱地盤４に沈設され、複数の潜
函着底式水上デッキユニットを使用する場合は、沈設後
に各ユニットを結合して使用する。次に前記構成の潜函
着底式水上デッキの製作、搬送、沈設工程および所定位
置に設置後の平常時、風浪時、地震時の作用について順
次説明する。

まず前述のドックにおいて、現地施工の方が有利なもの
を除く工場生産に適した部分を製作する。

次に潜函１における各中空室８に空気を満たした状態で
ドックに注水すると、溶函着底式水上デッキはその排水
量による浮力によって浮上する。潜函１内の空気は、潜
函１の平均水深の水圧を検知器により検出し、この水圧
と等圧になるように自動的に与圧してやる。この与圧は
浮上、曳航、沈設「設置状態の各状態においても自動的
に実施する。この内圧と外圧の均衡によって潜函１の床
版１４、潜函周壁９および潜函底壁５は水深に伴う大き
な水圧を受けなくても済み潜函１全体の構造を与圧しな
い場合に比べて著しく経済的に構築できる。ドック内で
浮上させた溶函着底式水上デッキを、曳船によって現地
に曳航し所定の設置場所に到着したのち潜函１の中空室
８内に注水しながら沈降させて行く。

潜函を着癒させるべき水底の軟弱地盤４に大きな凹凸や
傾斜がある場合は「予め許容できる平坦度および水平度
になるように前記軟弱地盤４の表面１５を平滑に均らす
必要があるが「前記軟弱地盤４は著しく軟弱であること
が前提であるので、縄拝汚濁のみを注意すれば容易に平
滑化が可館である。

前記貫入壁３を軟弱地盤４に貫入させる場合、貫入壁３
の先端の接地圧は、水中で潜函着底式水上デッキ全体を
徐々に沈降させる程度の注水しか行なっていないからそ
れ程大きなものではない。

従ってこの程度の接地圧で貫入壁３の先端が軟弱地盤４
に必ずしも貫入されていくとは限らないが、貫入して行
かない場合は「さらに溶函１内への注水量を増加して接
地圧を増大させる。潜函１の中空室内が潜水になる前に
貫入が始まる場合は、潜函底版５が所定の深さに達する
まで貫入を継続させたのち注水を停止し、次に潜函底版
５の接地圧がほぼ０（ゼ。）になるまで浴菌１内の水を
排出する。潜函１内が満水になっても所定の深さまで貫
入しない場合は、貫入壁３の先端付近の地舷に高圧水を
噴射するかまたは振動をを与えることにより貫入させる
ことができる。

また貫入室３が貫入されていく場合、潜函底版５の下部
の貫入肇３により囲まれた部分の空気および水は貫入壁
３の上部に設けられた排出孔１６から排出される。貫入
壁３が徐々に沈降して接地し、続いて注水を行なわなく
ても軟弱地盤４に貫入していくようであれば、水底の地
盤は超軟弱地盤と云えるから、潜函着底式水上デッキが
水平力を受けた場合「それに伴う水平、垂直方向の反力
を支持できないから、貫入壁３の高さより大きい適当深
さにわたって軟弱地盤４の改良を行なう必要がある。し
かしこの改良は軟弱地盤４の下方の支持盤１７に達する
深さまで行なう必要はなく、後述するように潜函着底式
水上デッキの自重を支持する必要がないため池の着底方
式に必要な地盤改良に比べれば小範囲に止めることが可
能である。さて前述の何等かの方法で潜函底版５が所定
の深さに達し、貫入壁３が軟弱地盤４に貫入したら、潜
函１内の注入水を前述のように潜函底版５の接地圧がほ
ぼ０になるまで排水する。

このような状態では、平常時軟弱地盤４に対し接地圧が
猪んど働かず、したがって地盤沈下を引き起すことはな
い。

また貫入壁３の抵抗によって、わづかの風、狼、満千潮
による排水量の変化による力は軟弱地盤４に伝達吸収さ
れるので、潜函着底式水上デッキには上下動および横移
動が発生しない。前述のように、常時軟弱地盤４に対し
鉛直方向に作用する潜函着底式水上デッキの自重による
接地圧はほぼ０であるから、問題となるのは台風等の強
風や地震による水平荷重に伴う地盤反力である。

強風または地震によって潜函着底式水上デッキの形状、
寸法、重心位置などに応じて水平荷重Ｆｈが加わる。

このＦｈ‘こよって貫入壁にはＦｈとその合力の大きさ
が等しく方向が反対の水平反力ＲｈとＦｈの軟弱地盤４
に対して作る曲げモーメントに対する圧縮反力Ｒｃ，，
Ｒｃ２、および引抜反力Ｒｔ，，Ｒｔ２等が生じると共
に、潜函底版５の一部には圧縮反力Ｒｃ３が生じる。こ
れらの反力は軟弱地盤４の強さに応じて貫入壁３の形状
、寸法、平面配置および潜函底版５の強度を変化させる
ことによって負担することが可能である。

この際、貫入壁３は連続摩擦杭および土庄受動壁の機能
を果たし、また潜函底版５は基礎底面としての機能を果
たすことになる。

このように前記潜函着底式水上デッキは、その自重に対
しては排水による浮力により対抗し、また水平荷重によ
る水平反力、鉛直反力に対しては主として貫入壁３によ
り対抗させることができる。

特に大地震の際に水底の軟弱地盤４の流動化現象が発生
して、貫入壁３の摩擦孔としての支持力および水平抵抗
の減少が考えられるが、この際は地盤の流動化によって
池袋入力そのものが伝達されにくくなることと、方一潜
函着底式水上デッキが額斜して、潜函１の片側が軟弱地
盤４中に貫入すれば、軟弱地盤の比重と水の比重の差に
基づく左右各部の排除重量の差により復元力が働くので
転倒することはない。

また多数潜函着底式水上デッキを連結して設贋する場合
は、綾底中に対する重′○高さが相対的に低くなるので
、風、地蔑等の水平力に対する転頚安全性はさらに高く
なる。

転倒はしないしても微豊の煩斜などが発生することは考
えられるが、これは潜函内の注水量を谷中空室８ごとに
調節して長期的に徐々に復元させるか、さらに加えて貫
入墜周辺地盤への高圧水噴射または振動の付与などを行
えば短期間に水平に復元させることが可能である。

一方潜函着底式水上デッキの設置水域が大きな波浪を受
ける場合は、その波浪を抑える防波堤によって防護され
た静水面内に前記デッキを設置し、前記デッキが大きな
波狼による大きな水平力を受けないようにする。

前記防波堤としては、任意形式のものを使用できるが、
一般埋立地護岸と異って水密性を必要とせず、ただ防波
機構のみを有すれば足りるから、経済的な防波堤を使用
することができる。

また環境論からは寧ろ内外の海水または淡水が疎通でき
る型式のものが好ましい。第１図においては、前述の要
求を満たす防波堤の一例として鋼製ジャケット式溢波防
波堤１８を示しているが、以下これについて詳細に説明
する。

前記防波堤１８は、工場で鋼管その他の鋼材により製作
された鋼製ジャケット１９と、コンクリート製堤頂防波
版２０と、多数の透孔２１を有するコンクＩＪ−ト製傾
斜防波版２２と、それらの防波版２０，２２を支持する
Ｈ形鋼等の鋼材からなる防波版取付部村２３と、ジャケ
ット１９における管柱２４を貫通して打設された鋼管杭
２５と、堤頂版２川こ設置された安全用防護棚２６等に
より礎成されている。

前記ジャケット１９は予め工場内で組立、接合されたの
ち、所定の位置に沈設され、次いでジャケット１９の管
柱２４を貫通して鋼管杭２５を所定の支持盤１７に貫入
させるように打込まれる。

杭頭の整教を終ったのち防波板取部材２３をジャケット
にボルトまたは溶接を用いて接合し、その上部に堤頂防
波版２０、鏡斜部防波版２２をコンクリート現場打設ま
たはプレキャストコンクリート版のボルト等による接合
によって取付ける。この防波堤は、前述したように水密
式である必要がなく、防波堤の背後に波が生じなければ
水が溢れても差支えない。そのため波前面には干潮面以
下でかつ波が容易に回折して内側に廻り込まない深さで
かつ成るべく海水または淡水の堤内外間の疎通を妨げな
いように、水底面１５との間隔を有し、その一部に波が
内側に溢れ落ちることを可能にする透孔２１を有する煩
斜部防波版２２を設け、波の水平エネルギーを透孔２１
からの溢流落下や鏡斜防波版２２を斜めに溢れ越え、さ
らに堤頂防波版２０を越えて内側水面に落下させること
によって、防波堤１８そのものに垂直壁方式堤体に比べ
て弱く衝突させその負担をやわらげようとするもである
。安全防護棚２６は堤頂を通路として利用する際の安全
対策として設けてある。前述のようにこの防波堤１８は
、その背面への溢水が波と云う形を失っておれば差支え
ないことを利用し、波の水平エネルギーの一部を垂直方
向に変換することによって受動波力を軽減すると共に内
外の水の疎通を許して水の滞留汚染を防ぐと共に現地に
おける急速施工を意図した経済性の高いものである。な
お図において、ＨＷＬは満潮時の水位、ＬＷＬは干潮時
の水位である。

前記実施例のように浴函１の内部に中空室８を区画形成
しておけば、各中空室８ごとに注排水調整することによ
り、潜函着底式水上デッキの沈下制御、煩斜修正等を容
易に行なうことができ、また潜函の内圧を外圧（水圧）
とほぼ均衡するように与圧しておくと、かなりの水深（
３０ので３瓜／〆の圧力）でも潜函の強度をあまり大き
くする必要がない。

さらに前述のような防波堤１８を併用すれば、海水また
は淡水の滞留が防止される。次にこの発明の潜函着底式
水上デッキの効果について述べる。‘１’水深１０〜３
０の程度の埋立造成の場合は、護岸造成、土砂埋立ての
コストが高くなり、水深に比例して建設コストが高くな
っていくが、この発明の場合は埋立造成の場合に比べて
建設コストが安く、かつ短かい工期で建設することがで
き、さらに水上デッキ６の上に種々の施設を上戦するこ
とができる。‘２’他の人工デッキ方式例えば浮体方式
、半潜水碇着方式とは異なり、潜函１が軟弱地盤４に肴
底しかつ潜函の下部に設けられた突出部２を有する貫入
壁３の両面が軟弱地盤４に貫入しているので、潮位変化
、風浪等による上下動、機揺れの発生がなく、地上に居
住するのと同様な感覚で利用できる。

‘３｝ 自然の海面または湖面等に直接接触しているの
で、上載施設の居住者はその施設の利用の他に、簡単に
水辺レジャー（釣、ヨット、ボート等）を楽しむことが
できると共に、水上デッキ６の一部に盛土してそれに槌
教することにより、緑化も可能であり、したがって快適
な居住・執務空間を提供できる。

‘４｝ 一般の土木、建築の建設工事に比較して、工場
生産性が大きく、かつ寸法的にも陸上では運搬不可能な
スケールのユニットを大量、急速に製作、運搬、設置す
ることができる。

‘５｝ 水底の軟弱地盤４への接地圧が小さく、地震、
強風による水平荷重に対しても貫入肇３により対処でき
るので、従来よりも軟弱な地盤を、杭打ちや地盤改良を
行なわずに利用できる。

｛６） 上載施設に必要な諸配管、諸配線を、地中に埋
設する必要がなく、水上デッキ６の下部に経済的に懸架
することができる。

‘７１ 糟函着底式水上デッキが不要になった場合は、
潜函１内の水を排出して浮上させ、区域外に曳航して容
易に廃棄処分することができ、撤去跡を他の用途に簡単
に転用できる。

また廃棄物はスクラップや魚礁等に有効に利用できる。
｛８１ 埋立造成方法に比べて、水面を抹消することが
なく、自然環境の大規模変更を必要としない。また現状
回復も比較的容易である。｛９１ 土地とかなり同等の
用途に供し得るだけでなく、土地または地上施設にない
数々の優れた利点がある。

図面の簡単な説明第１図はこの発明の実施例に係る潜函
着底式水上デッキおよび防波堤を示す縦断側面図である
。

図において１は潜函、２は突出部、３は貫入壁、４は軟
弱地盤、５は潜函底版、６は構造物設置用水上デッキ、
７は支柱、８は中空室、９は潜函周壁、１０は潜函仕切
り壁、１１はブレース、１２は繋ぎ梁、１３は建築物、
１４は床版、１６は排出孔、１７は支持盤、１８は鋼製
ジャケット式溢波防波堤、１９は鋼製ジャケット、２０
はコンクリ−ト製堤頂防波版、２１は透孔、２２は傾斜
防波版、２３は防波版取付部材、２４は管柱、２５は鋼
管杭である。帯１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 潜函１の底部に設けられた突出部２を有する貫入壁
   ３の両面が水底の軟弱地盤４に貫入されると共に、潜函
   底板５が軟弱地盤４に着底され、かつ常時水面上に位置
   する構造物設置用水上デツキ６が、前記潜函１に固定さ
   れた支柱７により支持されていることを特徴とする軟弱
   水底地盤に設置する潜函着底式水上デツキ。